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// Created by Snow on 2023/4/9.
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#include<cstdio>
#include<cstdlib>
//图的两种储存结构
#define INF 32767//定义∞
#define MAXV 100//最大顶点个数
typedef char InfoType;
//以下定义领接矩阵类型
typedef struct
{
    int no;//顶点编号
    InfoType info;//顶点其他信息
}VertexType;//顶点类型
typedef struct
{
    int edges[MAXV][MAXV];//领接矩阵数组
    int n,e;//顶点数，边数
    VertexType vexs[MAXV];//存放顶点信息
}MatGraph;//完整的图领接矩阵类型
//以下定义邻接表类型
typedef struct ANode
{
    int adjvex;//该边的邻接点编号
    struct ANode *nextarc;//指向下一条边的指针
    int weight;//该边的相关信息，如权值（用整形表示）
}ArcNode;//边结点类型
typedef struct VNode
{
    InfoType info;//顶点的其他信息
    int count;//存放顶点入度，仅仅用于拓扑排序
    ArcNode *firstarc;//指向第一条边
}VNode;//邻接点头结点类型
typedef struct
{
    VNode adjlist[MAXV];//邻接表头结点数组
    int n,e;//图中顶点数n和边数e
}AdjGraph;//完整的图邻接表类型
//邻接矩阵的基本运算算法
void CreateMat(MatGraph &g,int A[MAXV][MAXV],int n,int e)
{
    int i,j;
    g.n=n;
    g.e=e;
    for(i=0;i<g.n;i++)
        for(j=0;j<g.n;j++)
            g.edges[i][j]=A[i][j];
}
//输出邻接矩阵g
void DispMat(MatGraph g)
{
    int i,j;
    for(i=0;i<g.n;i++)
    {
        for(j=0;j<g.n;j++)
            if(g.edges[i][j]!=INF)
                printf("%4d",g.edges[i][j]);
            else
                printf("%4s","∞");
        printf("\n");
    }
}
//邻接表的基本运算算法
//创建图的邻接表
void CreateAdj(AdjGraph *&G,int A[MAXV][MAXV],int n,int e)
{
    int i,j;
    ArcNode *p;
    G=(AdjGraph*)malloc(sizeof(AdjGraph));
    for(i=0;i<n;i++)
        G->adjlist[i].firstarc=nullptr;//所有头结点指针域置为空
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        for(j=n-1;j>=0;j--)
            if(A[i][j]!=0&&A[i][j]!=INF)//存在一条边<i,j>
            {
                p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));//创建一个结点p
                p->adjvex=j;//存放邻接点
                p->weight=A[i][j];//存放权
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;//采用头插法插入结点p
                G->adjlist[i].firstarc=p;
            }
    }
    G->n=n;
    G->e=e;
}
//输出邻接表G
void DispAdj(AdjGraph *G)
{
    int i;
    ArcNode *p;
    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        p=G->adjlist[i].firstarc;
        printf("%3d: ",i);
        while(p!=nullptr)
        {
            printf("%3d[%d]->",p->adjvex,p->weight);
            p=p->nextarc;
        }
        printf("∧\n");
    }
}
//销毁图的邻接表
void DestroyAdj(AdjGraph *&G)
{
    int i;
    ArcNode *pre,*p;
    for(i=0;i<G->n;i++)//扫描所有的单链表
    {
        pre=G->adjlist[i].firstarc;//p指向第i个单链表的首结点
        if(pre!=nullptr)
        {
            p=pre->nextarc;
            while(p!=nullptr)//释放第i个单链表的所有边结点
            {
                free(pre);
                pre=p;
                p=p->nextarc;
            }
            free(pre);
        }
    }
    free(G);//释放头结点数组
}
//
//例8.2邻接矩阵和邻接表的相互转换
//
//将邻接矩阵g转换成邻接表G
void MatToList(MatGraph g,AdjGraph *&G)
{
    int i,j;
    ArcNode *p;
    G=(AdjGraph*)malloc(sizeof(AdjGraph));
    for(i=0;i<g.n;i++)//将邻接表中所有头结点的指针域置初值
        G->adjlist[i].firstarc=nullptr;
    for(i=0;i<g.n;i++)//检查邻接矩阵中每个元素
        for(j=0;j<g.n;j++)
            if(g.edges[i][j]!=0&&g.edges[i][j]!=INF)//存在一条边
            {
                p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));//创建一个边结点p
                p->adjvex=j;
                p->weight=g.edges[i][j];
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;//采用头插法插入结点p
                G->adjlist[i].firstarc=p;
            }
    G->n=g.n;
    G->e=g.e;
}
//将邻接表G转换成邻接矩阵g
void ListToMat(AdjGraph *G,MatGraph &g)
{
    int i;
    ArcNode *p;
    for(i=0;i<G->n;i++)//扫描所有的单链表
    {
        p=G->adjlist[i].firstarc;//p指向第i个单链表的首结点
        while(p!=nullptr)//扫描第i个单链表
        {
            g.edges[i][p->adjvex]=p->weight;
            p=p->nextarc;
        }
    }
    g.n=G->n;
    g.e=G->e;
}

int main()
{
    MatGraph g;
    AdjGraph *G;
    int A[MAXV][MAXV]={{0,1,0,1,1},{1,0,1,1,0},
                       {0,1,0,1,1},{1,1,1,0,1},{1,0,1,1,0}};
    int n=5, e=8;
    CreateMat(g,A,n,e);			//建立《教程》中图8.1(a)的邻接矩阵
    printf("MatGraph of g:\n");
    DispMat(g);					//输出邻接矩阵g
    printf("Mat To List\n");
    MatToList(g,G);				//输出邻接表G
    printf("AdjGraph of G:\n");
    DispAdj(G);
    DestroyAdj(G);				//销毁邻接表
    CreateAdj(G,A,n,e);			//建立《教程》中图8.1(a)的邻接表
    printf("AdjGraph of G:\n");
    DispAdj(G);					//输出邻接表G
    printf("List To Mat\n");
    ListToMat(G,g);
    DispMat(g);					//输出邻接矩阵g
    DestroyAdj(G);				//销毁邻接表
    return 0;
}